Шум обострил «чувства» сенсора
Это явление, называемое стохастическим резонансом, довольно часто встречается в дикой природе. Например, рыба-веслонос, живущая в мутных водах, не может просто так найти фитопланктон для питания. Чтобы сделать это, рыба использует электрорецепторы, которые могут улавливать очень слабый электрический сигнал от фитопланктона на расстоянии до 50 метров. При добавлении небольшого фонового шума пищу становится возможным обнаружить на расстоянии 75 или даже 100 метров.
Для большей части искусственных датчиков фоновый шум представляет серьезную проблему. Из-за него слабые сигналы «теряются» и повышается предел обнаружения. Но авторы нового исследования нашли способ использовать это, казалось бы, паразитное влияние, себе на пользу. Они создали датчик на основе двумерного дисульфида молибдена MoS2. Этот материал представляет собой плоский лист толщиной в один атом. Он обладает интересными сенсорными функциями и перспективен для применения, например, в технологиях интернета вещей (IoT).
Ученые протестировали этот миниатюрный датчик, направляя на него свет при различной интенсивность фонового шума. В результате авторы обнаружили, что добавление низкоинтенсивного освещения к основному сигналу позволяет существенно понизить предел обнаружения. Это значит, что датчик стал обнаруживать существенно более слабый основной сигнал.
Исследователи предполагают, что этот «трюк» может сработать и с другими типами сенсорных сигналов. Такие датчики могут, например, использоваться для улавливания очень слабых сигналов при глубоководных работах и исследованиях. Его также можно использовать в местах с повышенной вулканической активностью или для мониторинга землетрясений.